Всегда ли эффективно использование динамической памяти в программах

Динамическое и статическое выделение памяти. Преимущества и недостатки. Выделение памяти для одиночных переменных операторами new и delete . Возможные критические ситуации при выделении памяти. Инициализация при выделении памяти

Поиск на других ресурсах:

1. Динамическое и статическое (фиксированное) выделение памяти. Главные различия

Для работы с массивами информации, программы должны выделять память для этих массивов. Для выделения памяти под массивы переменных используются соответствующие операторы, функции и т.п.. В языке программирования C++ выделяют следующие способы выделения памяти:

1. Статическое (фиксированное) выделение памяти. В этом случае память выделяется только один раз во время компиляции. Размер выделенной памяти есть фиксированным и неизменным до конца выполнения программы. Примером такого выделения может служить объявление массива из 10 целых чисел:

int M[10]; // память для массива выделяется один раз, размер памяти фиксированный

2. Динамическое выделение памяти. В этом случае используется комбинация операторов new и delete . Оператор new выделяет память для переменной (массива) в специальной области памяти, которая называется «куча» (heap). Оператор delete освобождает выделенную память. Каждому оператору new должен соответствовать свой оператор delete .

new c++ что это. new c++ пример. c++ new delete. delete c++ что это. delete c++ пример. Урок #53

2. Преимущества и недостатки использования динамического и статического способов выделения памяти

Динамическое выделение памяти по сравнению со статическим выделением памяти дает следующие преимущества:

• память выделяется по мере необходимости программным путем;
• нет лишних затрат неиспользованной памяти. Выделяется столько памяти сколько нужно и если нужно;
• можно выделять память для массивов информации, размер которых заведомо неизвестен. Определение размера массива формируется в процессе выполнения программы;
• удобно осуществлять перераспределение памяти. Или другими словами, удобно выделять новый фрагмент для одного и того же массива, если нужно выделить дополнительную память или освободить ненужную;
• при статическом способе выделения памяти трудно перераспределять память для переменной-массива, поскольку она уже выделена фиксировано. В случае динамического способа выделения, это делается просто и удобно.

Преимущества статического способа выделения памяти:

• статическое (фиксированное) выделение памяти лучше использовать, когда размер массива информации заведомо известен и есть неизменным на протяжении выполнения всей программы;
• статическое выделение памяти не требует дополнительных операций освобождения с помощью оператора delete . Отсюда вытекает уменьшение ошибок программирования. Каждому оператору new должен соответствовать свой оператор delete ;
• естественность (натуральность) представления программного кода, который оперирует статическими массивами.

В зависимости от поставленной задачи, программист должен уметь правильно определить, какой способ выделения памяти подходит для той или другой переменной (массива).

Язык Си с нуля — Урок 24 — Динамическое распределение памяти, void*, утечки памяти.

3. Как выделить память оператором new для одиночной переменной? Общая форма.

Общая форма выделения памяти для одиночной переменной оператором new имеет следующий вид:

ptrName = new type;

• ptrName – имя переменной (указателя), которая будет указывать на выделенную память;
• type – тип переменной. Размер памяти выделяется достаточный для помещения в нее значения переменной данного типа type .

4. Как освободить память, выделенную под одиночную переменную оператором delete ? Общая форма

Если память для переменной выделена оператором new, то после завершения использования переменной, эту память нужно освободить оператором delete . В языке C++ это есть обязательным условием. Если не освободить память, то память останется выделенной (занятой), но использовать ее не сможет ни одна программа. В данном случае произойдет «утечка памяти» (memory leak).

В языках программирования Java, C# освобождать память после выделения не нужно. Этим занимается «сборщик мусора» ( garbage collector ).

Общая форма оператора delete для одиночной переменной:

delete ptrName;

где ptrName – имя указателя, для которого была раньше выделена память оператором new . После выполнения оператора delete указатель ptrName указывает на произвольный участок памяти, который не является зарезервированным (выделенным).

5. Примеры выделения ( new ) и освобождения ( delete ) памяти для указателей базовых типов

В примерах демонстрируется использование операторов new и delete . Примеры имеют упрощенный вид.

Пример 1. Указатель на тип int . Простейший пример

// выделение памяти оператором new int * p; // указатель на int p = new int; // выделить память для указателя *p = 25; // записать значения в память // использование памяти, выделенной для указателя int d; d = *p; // d = 25 // освободить память, выделенную для указателя — обязательно delete p;

Пример 2. Указатель на тип double

// выделение памяти для указателя на double double * pd = nullptr; pd = new double; // выделить память if (pd!=nullptr) < *pd = 10.89; // записать значения double d = *pd; // d = 10.89 — использование в программе // освободить память delete pd; >

⇑

6. Что такое «утечка памяти» ( memory leak )?

«Утечка памяти» – это когда память для переменной выделяется оператором new , а по окончании работы программы она не освобождается оператором delete . В этом случае память в системе остается занятой, хотя потребности в ее использовании уже нет, поскольку программа, которая ее использовала, уже давно завершила свою работу.

«Утечка памяти» есть типичной ошибкой программиста. Если «утечка памяти» повторяется многократно, то возможная ситуация, когда будет «занята» вся доступная память в компьютере. Это приведет к непредсказуемым последствиям работы операционной системы.

7. Каким образом выделить память оператором new с перехватом критической ситуации, при которой память может не выделиться? Исключительная ситуация bad_alloc . Пример

При использовании оператора new возможна ситуация, когда память не выделится. Память может не выделиться в следующих ситуациях:

• если отсутствует свободная память;
• размер свободной памяти меньше чем тот, который был задан в операторе new .

В этом случае генерируется исключительная ситуация bad_alloc . Программа может перехватить эту ситуацию и соответствующим образом обработать ее.

Пример. В примере учитывается ситуация, когда память может не выделиться оператором new . В таком случае осуществляется попытка выделить память. Если попытка удачная, то работа программы продолжается. Если попытка завершилась неудачей, то происходит выход из функции с кодом -1.

int main() < // объявить массив указателей на float float * ptrArray; try < // попробовать выделить память для 10 элементов типа float ptrArray = new float[10]; > catch (bad_alloc ba) < cout «Исключительная ситуация. Память не выделена» return -1; // выход из функции > // если все в порядке, то использовать массив for (int i = 0; i < 10; i++) ptrArray[i] = i * i + 3; int d = ptrArray[5]; cout delete[] ptrArray; // освободить память, выделенную под массив return 0; >

8. Выделение памяти для переменной с одновременной инициализацией. Общая форма. Пример

Оператор выделения памяти new для одиночной переменной допускает одновременную инициализацию значением этой переменной.

В общем, выделение памяти для переменной с одновременной инициализацией имеет вид

ptrName = new type(value)

• ptrName – имя переменной-указателя, для которой выделяется память;
• type – тип на который указывает указатель ptrName ;
• value – значение, которое устанавливается для выделенного участка памяти (значение по указателю).

Пример. Выделение памяти для переменных с одновременной инициализацией. Ниже приводится функция main() для консольного приложения. Продемонстрировано выделение памяти с одновременной инициализацией. Также учитывается ситуация, когда попытка выделить память завершается неудачей (критическая ситуация bad_alloc ).

#include «stdafx.h» #include using namespace std; int main() < // выделение памяти с одновременной инициализацией float * pF; int * pI; char * pC; try < // попробовать выделить память для переменных с одновременной инициализацией pF = new float(3.88); // *pF = 3.88 pI = new int(250); // *pI = 250 pC = new char(‘M’); // *pC = ‘M’ > catch (bad_alloc ba) < cout «Исключительная ситуация. Память не выделена» return -1; // выход из функции > // если память выделена, то использование указателей pF, pI, pC float f = *pF; // f = 3.88 int i = *pI; // i = 250; char c; c = *pC; // c = ‘M’ // вывести инициализированные значения cout «*pF color: #800000;»>»*pI color: #800000;»>»*pC color: #008000;»>// освободить память, выделенную ранее для указателей delete pF; delete pI; delete pC; return 0; >

Связанные темы

• Выделение памяти для структур, объектов классов, массивов. Инициализация. Перераспределение памяти. Примеры
• Выделение памяти для структуры. Вложенные структуры. Массивы native -структур
• Понятие класса. Объявление класса. Объект класса. Классы в среде CLR. Инкапсуляция данных в классе
• Определение массива. Одномерные массивы. Инициализация массива

Источник: www.bestprog.net

Всегда ли эффективно использование динамической памяти в программах

Ключевое различие — статическое и динамическое распределение памяти

В программировании необходимо хранить вычислительные данные. Эти данные хранятся в памяти. Ячейки памяти для хранения данных в компьютерном программировании известны как переменные. Переменные имеют определенный тип данных. Таким образом, для запуска программ выделяется память. Память можно выделить двумя способами.

Это статическое распределение памяти и динамическое распределение памяти. При распределении статической памяти, после выделения памяти ее нельзя изменить. Память не может использоваться повторно. Но при динамическом распределении памяти, как только память выделена, ее можно изменить. В ключевое отличие между статическим и динамическим распределением памяти заключается в том, что при статическом распределении памяти после выделения памяти размер памяти фиксируется, а при динамическом распределении памяти после выделения памяти размер памяти может быть изменен.

1. Обзор и основные отличия
2. Что такое распределение статической памяти
3. Что такое динамическое распределение памяти
4. Сходства между статическим и динамическим распределением памяти
5. Параллельное сравнение — распределение статической и динамической памяти в табличной форме
6. Резюме

Что такое распределение статической памяти?

При статическом распределении памяти выделяемая память фиксирована. Как только память выделена, ее нельзя изменить. Объем памяти нельзя увеличить или уменьшить. Например, на языке C, если программист пишет int x, это означает, что переменная может хранить целочисленное значение. Количество байтов зависит от компьютера.

Также могут быть массивы. Например. int x [5]; Этот x представляет собой массив, который может хранить последовательность данных одного типа. Он может хранить пять целочисленных элементов. Он не может хранить более пяти элементов. В Java массив может быть создан как int arr [] = new int [5]; Массив «arr» может хранить 5 целочисленных значений и не может хранить больше.

При статическом распределении памяти после выделения переменных они остаются постоянными. После первоначального распределения программист не может изменить размер памяти. Если программист выделил массив, который может хранить 10 элементов, невозможно хранить значения, превышающие указанное количество. Если программист изначально выделил массив, который может содержать 10 элементов, но ему нужно было всего 5 элементов, то происходит потеря памяти.Эта память больше не нужна, но также невозможно повторно использовать память. Распределение статической памяти фиксировано, но реализация проста и легка, а также быстра.

Что такое динамическое распределение памяти?

Иногда необходимо изменить размер памяти. Таким образом, память может выделяться динамически. В зависимости от вставки и удаления элементов данных память может увеличиваться или уменьшаться. Это известно как динамическое выделение памяти.

В заголовочном файле stdlib.h языка C есть четыре функции для динамического распределения памяти. Это calloc, malloc, realloc и free. Функция malloc () выделяет требуемый размер байтов и возвращает указатель void, указывающий на первый байт выделенной памяти. Функция calloc () выделяет требуемый размер байтов и инициализирует их нулем. Затем возвращает пустой указатель на память.

Функция free () используется для перераспределения выделенной памяти. А функция realloc может изменять ранее выделенную память. После выделения памяти с помощью calloc или malloc размер памяти фиксируется, но их можно увеличить или уменьшить с помощью функции realloc. В Java коллекции можно использовать для динамического распределения памяти.

Основное преимущество динамического распределения памяти — экономия памяти. При необходимости программист может выделить или освободить память. Память может быть перераспределена во время выполнения и может освободить память, когда в этом нет необходимости. Распределение динамической памяти также более эффективно, чем выделение статической памяти. Одним из недостатков является сложность реализации динамического распределения памяти.

Каковы сходства между статическим и динамическим распределением памяти?

• Оба являются механизмами распределения памяти.
• Оба должны быть реализованы программистом вручную.

В чем разница между статическим и динамическим распределением памяти?

Статическое и динамическое распределение памяти

Резюме -Статическое и динамическое распределение памяти

В программировании распределение статической памяти и распределение динамической памяти — это два механизма распределения памяти. Разница между статическим и динамическим распределением памяти заключается в том, что при распределении статической памяти после выделения памяти размер памяти фиксируется, а при динамическом распределении памяти после выделения памяти размер памяти может быть изменен. Программист может решить, должна ли память быть статической или динамической в ​​зависимости от приложения.

Загрузите PDF-файл с описанием статического и динамического распределения памяти

Вы можете скачать PDF-версию этой статьи и использовать ее в автономных целях в соответствии с примечанием к цитированию. Пожалуйста, загрузите PDF-версию здесь: Разница между статическим и динамическим распределением памяти

Источник: ru.strephonsays.com

Почему динамическая память это плохо? [закрыт]

Закрыт. На этот вопрос невозможно дать объективный ответ. Ответы на него в данный момент не принимаются.

Хотите улучшить этот вопрос? Переформулируйте вопрос так, чтобы на него можно было дать ответ, основанный на фактах и цитатах.

Закрыт 3 года назад .

На сайтах, наподобие leetcode.com, есть много очень хороших задач и решая их, ты сразу можешь понять насколько эффективна твоя программа в плане памяти и скорости. Но во многих разборах задач я часто встречал советы не использовать динамическую память. Почему?

• динамические-массивы
• динамические-структуры

Отслеживать
задан 11 июл 2020 в 0:11
737 7 7 серебряных знаков 26 26 бронзовых знаков

Потому что в рамках спортивного программирования 🙂 Например, есть соревнования на краткость кода — а тут вы видите, насколько длиннее std::vector , чем просто 🙂 Отвлекаясь — если бы я был руководителем программистской конторы, то последний, кого бы я брал на работу — вот такой программист. Проще научить кого с нуля, чем переучить «спортсмена» писать понятный, поддерживаемый код.

11 июл 2020 в 3:00
11 июл 2020 в 6:19

Вы думаете что в спортивном программировании сплошь и рядом объекты? Вы ошибаетесь по этому поводу. Ваши коментарии только говорят об этом. Как вы можете спорить о спорте когда вы сами не в теме? Диванные войска и только, вот что мне видеться глядя на Вас.

11 июл 2020 в 6:50
А вот грубить не нужно. Человек просто задал вопрос.
11 июл 2020 в 6:51

И в мыслях не было грубить. Если человек не втеме то зачем оправдывать свои действия, делая снисходительный тон мол хорошо что не занимался? А что делать тем кто ради страны занимается этим? Для гордости тех кто не занимается вовсе?

11 июл 2020 в 7:11

2 ответа 2

Сортировка: Сброс на вариант по умолчанию

В спортивном программировании не заморачиватются и пишут прямо в задании памяти и столько времени на каждый тесть. Учитывая что, динамика это время на выделение, никто терять его не хочет учитывая что его не хватает. В спортивном программировании нет проверок типа защиты от дурака, введите ещё . Никто не собирается проверять мощь С с Java примеру. Задача решенная на одном языке должно иметь эквивалент на другом и выбор языка абсолютно не должно иметь значения.

Отслеживать
ответ дан 11 июл 2020 в 4:28
Aziz Umarov Aziz Umarov
22.4k 2 2 золотых знака 10 10 серебряных знаков 32 32 бронзовых знака

Не занимался спортивным программированием, потому опишу с точки зрения реальных задач. Подозреваю, недоверие к динамической памяти в спортивном программировании идет из С, где было легко получить утечку памяти, а также связано с невозможностью использования сторонних библиотек.

Если говорить о производительности, то нужно уточнить, что сейчас немногие процессоры реализуют аппаратный стек, в большинстве случаев стек — это заранее выделенный кусок динамической памяти с теми же свойствами. В этом плане отличаются матричные процессоры (видеокарты), и некоторые микроконтроллеры, но их рассматривать не будем. Таким образом, на практике вопрос сводится не столько к использованию динамической памяти, сколько к выбору между структурами фиксированного и переменного размера. Если размер задачи известен, ничего не мешает выделить массив фиксированного размера в динамической памяти, компилятор сможет применить те же оптимизации, что и при его создании на стеке (но тут речь идет именно о формальном фиксированном размере, между vector v(32) и new std::array<> есть разница).

У самостоятельного выделения динамической памяти есть два недостатка: относительно низкая скорость выделения (и, возможно, освобождения) и возможность фрагментации (и связанные с этим проблемы локальности данных). Для массивов достаточно большого размера это не актуально — по сравнению с затратами на их обработку, затраты на выделение памяти незначительны.

Проблемы с динамической памятью начинаются при создании множества маленьких объектов. В C++ во многих случаях ничего не мешает объединять несколько малых объектов в большой класс, или массив, и реально проблема возникает при использовании динамических структур данных типа списков, деревьев и графов. И тут задача сводится к выбору подходящих структур и алгоритмов.

К проблеме обычно рекомендуется подходить так: нужно применять самые общие подходы для оптимизации, но сохранение читаемости кода должно быть в приоритете. Необходимость оптимизации должна доказываться профилированием.

Если говорить об удобстве использования, то и для структур фиксированного размера есть удобные интерфейсы. Есть std::array , предлагающий интерфейс С++ для массивов фиксированного размера. Для математических задач есть библиотека Eigen, предоставляющий интерфейсы для матриц фиксированного и динамического размера (и можно выбирать между column major и row major). И есть интересный вариант массивов с фиксированным максимальным размером, но меняющимся реальным (по сути, обертка над обычным массивом фиксированного размера, мешающая обращению к не инициализированному куску массива). Она может быть реализована как vector + fixed_size_allocator.

Еще есть кортежи (tuple), позволяющие объединять в подобие массива фиксированного размера структуры разного типа.

Есть small vector optimisation и small string optimisation, когда массивы/строки малого размера создаются как массив с фиксированным максимальным размером, но при достижении этого максимального размера выделяется динамическая память. Разработчики llvm, например, активно используют такие.

В общем, вопрос не имеет однозначного ответа, для каждой задачи свои решения и на практике у нас не всегда есть возможность выбрать лучшее.

Источник: ru.stackoverflow.com